学年高二上学期第13周半月考物理理特试题.docx
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学年高二上学期第13周半月考物理理特试题
[中学联盟]江西省上饶县中学【最新】高二上学期第13周半月考物理(理特)试题
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、单选题
1.如图所示,有一根直导线上通以恒定电流I,方向垂直指向纸内,且和匀强磁场B垂直,则在图中圆周上,磁感应强度数值最大的点是()
A.a点
B.b点
C.c点
D.d点
2.如图所示,在倾角为α的光滑固定斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒。
在导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是()
A.B=
方向垂直斜面向上
B.B=
方向垂直斜面向下
C.B=
方向垂直斜面向上
D.B=
方向竖直向下
3.关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法中正确的是
A.通电直导线跟磁场方向平行时作用力最小,但不为零
B.通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大
C.作用力的方向与磁场方向可能相同
D.通电直导线跟磁场方向不垂直时肯定无作用力
4.如图所示,甲乙两线圈套在光滑的玻璃棒上,当S闭合时,两线圈将()
A.互相吸引靠近B.互相排斥远离
C.先吸引靠近,后排斥远离D.既不排斥,又不吸引
5.如图所示,带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后静止时( )
A.N极竖直向上B.N极竖直向下
C.N极沿轴线向左D.N极沿轴线向右
6.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上,导轨宽度为d,杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时,ab恰好能在导轨上静止,如图,它的四个侧视图中标出四种可能的匀强磁场方向,其中杆ab又与导轨之间的摩擦力可能为零的图是
A.②④B.③④C.①③D.①②
7.如图所示,通电导线MN中的电流保持不变,当它在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时,通电导线所受安培力的大小变化情况是()
A.变小
B.变大
C.不变
D.不能确定
8.如图所示,环形导线中通有顺时针方向的电流I,则该环形导线中心的磁场方向为( )
A.水平向左
B.水平向右
C.垂直于纸面向里
D.垂直于纸面向外
9.长为4L的直导线等分成四等份,拆成如图所示的图形,其中的V形导线夹角为60°,整个图形置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,当在该导线中通以大小为I的电流时,该通电导线受到的安培力大小为
A.BILB.2BILC.3BILD.4BIL
10.如图,由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框,垂直磁场放置,将AB两点接入电压恒定的电源两端,通电时,线框受到的安培力为F,若将ACB边移走,则余下线框受到的安培力大小为()
A.
B.
C.
D.
11.如图所示,某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘放一个一环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”,若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场,磁感应强度为B=0.1T,玻璃皿的横截面的半径为a=0.05m,电源的电动势为E=3V,内阻
,限流电阻
,玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为
,闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为1.5V,则
A.由上往下看,液体做顺时针旋转
B.液体所受的安培力做负功
C.闭合开关10s,液体具有的内能是4.5J
D.闭合开关后,液体电热功率为0.081W
二、多选题
12.长方形线框abcd通有恒定电流I,在线框所在平面内线框的左侧与ad边平行放置一长直导线,直导线中通有恒定电流I',电流的方向如图所示,线框和长直导线的位置都被固定,下列关于线框受到安培力的说法中正确的是
A.线框的ab边和cd边不受安培力
B.线框所受的安培力合力向右
C.线框所受的安培力合力向左
D.若长直导线的电流I'加倍,则稳定后线框所受的安培力合力也随之加倍
三、解答题
13.水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示,问:
(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?
(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?
此时B的方向如何?
14.如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘,金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连,电路总电阻为2Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,重力加速度大小取10m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量.
15.如图甲所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道,轨道间的距离为l,两轨道底端的连线与轨道垂直,顶端接有电源.将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上,且与两轨道垂直.已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略,通过导体棒的恒定电流大小为I,方向由a到b,图乙为图甲沿a→b方向观察的平面图.若重力加速度为g,在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场,使导体棒在轨道上保持静止.
(1)求出磁场对导体棒的安培力的大和方向;
(2)如果改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值的大小和方向.
16.如图所示,固定的两光滑导体圆环半径为0.5m,相距1m,在两圆环上放一导体棒,圆环上接有电源,电源的电动势为3V,内阻不计,导体棒质量为60g,电阻为1.5Ω,匀强磁场竖直向上,B=0.4T,当开关S闭合后,棒从圆环底端上滑至某一位置后静止.试求:
(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)
(1)静止后每个环对棒的支持力;
(2)此棒静止后的位置与环底的高度差.
参考答案
1.A
【详解】
由电流的安培定则可知电流产生的磁场在a点的方向水平向右,c点水平向左,b点竖直向下d点竖直向上,且四点磁感应强度大小相等,根据矢量合成法则可知磁感应强度最大值为a点
A.a点与分析相符,A正确
B.b点与分析不符,B错误
C.c点与分析不符,C错误
D.d点与分析不符,D错误
2.A
【解析】试题分析:
外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上,则沿斜面向上的安培力、支持力与重力,处于平衡状态,则大小
;故A正确,C错误;外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下,则沿斜面向下的安培力、支持力与重力,所以棒不可能处于平衡状态,故B错误;外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下,则水平向左的安培力、支持力与重力,所以棒不可能处于平衡状态,故D错误;故选A。
考点:
安培力;物体的平衡
【名师点睛】学会区分左手定则与右手定则,前者是判定安培力的方向,而后者是判定感应电流的方向。
3.B
【解析】
试题分析:
磁场对通电直导线的作用,当导线与磁场垂直时力最大,当导线与磁场平行时,力最小,且为零.作用力的方向与磁场和导线决定的面垂直.由上分析知B对.
考点:
磁场对通电直导线的力.
【名师点睛】安培力的大小
当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时,F=BILsin_θ.这是一般情况下的安培力的表达式,以下是两种特殊情况:
(1)磁场和电流垂直时:
F=BIL.
(2)磁场和电流平行时:
F=0.
4.B
【解析】
试题分析:
由右手螺旋定则可知,甲线圈左侧为N极;乙线圈右侧为N极,故两线圈相对的部分都是S极,因同名磁极相互排斥,故两线圈因互相排斥而远离.故选B.
考点:
右手螺旋定则
【名师点睛】本题考查右手螺旋定则及磁极间的相互作用,应做到能熟练应用右手螺旋定则判出线圈的磁极.
5.C
【详解】
金属环带负电,按题图所示的方向旋转,则金属环的电流方向与旋转方向相反,由右手螺旋定则可知磁极的方向:
左端N极,右端S极,因此小磁针最后静止时N极沿轴线向左,故C正确,ABD错误。
故选C。
6.D
【解析】
试题分析:
①图杆子受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力,若三个力平衡,则不受摩擦力.故①正确.②杆子受重力,竖直向上的安培力,若重力与安培力相等,则二力平衡,不受摩擦力.故②正确.③杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力.故③错误.④杆子受重力、水平向左的安培力,支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力.故④错误.故选D.
考点:
左手定则;物体的平衡
【名师点睛】解决本题的关键掌握安培力的方向判定,以及能正确地进行受力分析,根据受力平衡判断杆子是否受摩擦力.
7.C
【详解】
从a转到b位置时,导线MN还是与磁场垂直,故F=BIL大小不变,故.正确;故选C.
8.C
【解析】
图中电流为环形电流,由右手螺旋定则可得:
弯曲四指指向电流方向,大拇指方向为内部磁场方向,所以内部磁场应垂直于纸面向里.故选C.
9.C
【详解】
V形导线在磁场内有效长度为2Lsin30°=L,故该V形通电导线受到安培力大小为F=BI•2Lsin30°=BIL,该整个通电导线受到的安培力大小为3BIL,故选C.
10.D
【详解】
由左手定则可知各边所受的安培力如图所示.
设电源电压为U,每节电阻丝的阻值为r,当把AB两端接入电压时,经过AC和CB的电流为:
则安培力:
经过AB的电流为:
则安培力:
由力的合成与分解可得:
将ACB边移走之后:
因此:
故选D.
11.D
【解析】
试题分析:
由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极,在电源外部电流由正极流向负极,因此电流由边缘流向中心;器皿所在处的磁场竖直向上,由左手定则可知,导电液体受到的磁场力沿逆时针方向,因此液体沿逆时针方向旋转;故A错误;电压表的示数为
,则根据闭合电路的欧姆定律:
,所以电路中的电流值:
,液体所受的安培力大小为:
,故B错误;液体的等效电阻为
,
内液体的热能
,故C错误;玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为
,则液体热功率为
,故D正确.
考点:
左手定则、安培力
【名师点睛】在电源外部,电流由正极流向负极;由左手定则可以判断出导电液体受到的安培力方向,从而判断出液体的旋转方向;根据闭合电路的欧姆定律求出电路中的电流值,然后根据安培力的公式计算安培力的大小,根据焦耳定律计算热功率,从而即可求解.
12.CD
【解析】
试题分析:
由右手定则可知,线圈所处位置的磁场向里,由左手定则可知,ab边受安培力向上,cd边受安培力向下,且大小相等,相互抵消;选项A错误;因ab和cd所受安培力抵消,而ad边所受的安培力方向向左,且大于bc边受的向右的安培力,故线框所受的安培力合力向左,选项B错误,C正确;若长直导线的电流I'加倍,则线圈所在位置的磁场强度加倍,故稳定后线框所受的安培力合力也随之加倍,选项D正确;故选CD.
考点:
左手定则及右手定则;安培力
【名师点睛】
13.
(1)mg-
;
(2)
水平向右
【详解】
从b向a看其受力如图所示.
(1)水平方向:
f=FAsinθ①
竖直方向:
N+FAcosθ=mg②
又
FA=BIL=BL
③
联立①②③得:
N=mg-
f=
(2)使ab棒受支持力为零,且让磁场最小,须使所受安培力竖直向上,
则有
FA=mg
FA=BminIL
Bmin=
.
根据左手定则判定磁场方向水平向右.
14.
【详解】
金属棒通电后,闭合回路电流
导体棒受到安培力
根据安培定则可判断金属棒受到安培力方向竖直向下
开关闭合前
开关闭合后
15.
(1)F=mgtanα,方向水平向右;
(2)Bmin=mgsinα/Il,方向垂直轨道平面斜向上
【解析】
试题分析:
⑴对通电导体棒受力分析,如图所示:
根据共点力平衡条件可知,磁场对导体棒的安培力的大小F=mgtanα
方向水平向右
⑵要使磁感应强度最小,则要求安培力最小.
根据受力情况可知,最小安培力Fmin=mgsinα,
方向平行于轨道斜向上
所以最小磁感应强度Bmin=Fmin/Il=mgsinα/Il;
根据左手定则可判断出,磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上.
考点:
考查力的平衡、安培力、左手定则
16.
(1)静止后每个环对棒的支持力是0.5N;
(2)此金属棒环底的高度差是0.2m.
【解析】解:
(1)金属棒受到的安培力为:
对金属棒进行受力分析,金属棒受到重力、安培力和两个环的支持力,如图:
因为金属棒静止,根据平衡条件得每个环对棒的支持力FN:
N
(2)由于:
所以:
θ=53°
所以金属棒上升的高度为:
h=r﹣rcosθ=0.5﹣0.5cos53°=0.2m
答:
(1)静止后每个环对棒的支持力是0.5N;
(2)此金属棒环底的高度差是0.2m.
【点评】该题首先要通过受力分析和平衡条件得出最后静止位置的几何关系.属于基础题目.
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- 学年 上学 13 半月 物理 试题